指纹识别技术的原理与发展

指纹识别技术的基本原理

指纹识别原理

指纹实际上更复杂. 与手动处理不同，许多生物识别技术公司不直接存储指纹图像. 多年来，许多公司及其研究机构已经开发出许多数字算法（美国相关法律认为指纹图像是个人隐私，因此无法直接存储）. 但是指纹识别算法最终归结为在指纹图像上查找和比较指纹的特征.

指纹特征

我们定义了两种用于指纹验证的指纹特征: 常规特征和局部特征. 一般特征是指人眼可以直接观察到的特征，包括:

循环（循环），拱形（拱形），螺旋形（旋转）. 其他指纹图案基于这三个基本图案. 仅仅依靠图案类型来区分指纹是不够的. 这只是一个粗略的分类，但是分类使在大型中搜索指纹更加容易.

图案区域（图案区域）

图案区域是指指纹上包括总体特征的区域，即图案区域可以分辨出指纹属于哪种类型. 一些指纹识别算法仅使用图案区域中的数据. Aetex的指纹识别算法使用获得的完整指纹，而不仅仅是图案区域进行分析和识别.

核心点（Core Point）

核心点位于指纹图案的渐进中心. 作为读取和比较指纹的参考点.

增量点（Delta）

三角形点位于从核心点开始的第一个分叉点或折断点，或者位于两个条带道路，相交点，转弯点或这些奇异点的交点处. 三角形点提供了计数和跟踪指纹迹线的起点.

类型行

图案线是出现在图案区域周围的线开始平行的交叉图案. 图案线通常在短时间内中断，但其外线开始连续延伸.

里奇计数

是指图案区域中指纹线的数量. 在计算指纹数时，通常先连接核心点和三角形点. 该线与指纹线之间的交叉点的数量可以被认为是指纹的数量. 局部特征局部特征是指指纹上的节点. 两个指纹通常具有相同的总体特征，但是它们的局部特征（节点）不能完全相同.

细节点

指纹图案不是连续的，平滑的和笔直的，而是经常打断，分叉或打折. 这些断点，分叉点和转折点称为“节点”. 这些节点提供了指纹唯一性的确认信息.

指纹上的节点具有四个不同的特征:

1. 分类-有以下几种类型的节点，最典型的是端点和分叉点

A. 结束（Ending）-一条条路在这里结束.

B. 分叉-一条条带化的路径在这里分为两行或更多行.

C. 岭散度-两条平行线在这里分开.

D. 点或岛-一条很短的线会变得有点

E. 循环点（附件）-条带分割成两部分后，立即合并为一个，这样形成的小环称为循环点

F. 短脊（Short Ridge）-一端很短，但没有那么短，所以变成了一条小线，

2. 方向-节点可以沿特定方向定向.

3. 曲率描述了晶粒方向变化的速度.

4. 位置（Position）-节点的位置由（x，y）坐标描述，该坐标可以是绝对坐标或相对于三角形点或特征点的坐标.

计算机中的应用

指纹识别技术是当前最成熟，最便宜的生物特征识别技术. 目前，指纹识别技术是使用最广泛的技术. 我们不仅可以在门禁控制和考勤系统中看到指纹识别技术，而且市场上还有更多的指纹识别应用程序，例如笔记本电脑，手机，汽车和银行付款. 可以应用指纹识别技术.

当前的计算机应用程序（包括许多非常机密的文件保护）大多使用“用户ID +密码”的方法来执行用户身份验证和访问控制. 但是，如果密码被他人忘记或窃取，则会威胁计算机系统和文件的安全性.

随着技术的进步，指纹识别技术已经慢慢进入计算机世界. 目前，许多公司和研究机构在指纹识别技术领域取得了重大突破，并推出了许多将指纹识别与传统IT技术完美结合的应用产品. 这些产品已被越来越多的用户认可. 指纹识别技术主要用于对安全性要求较高的业务领域，而商务移动办公领域的富士通，三星和IBM等国际知名品牌的指纹识别系统具有成熟的技术和应用.

第一代指纹识别系统

众所周知，某些品牌的笔记本电脑在两年前登录时就使用了指纹识别技术来进行用户识别. 但是指纹识别技术，当时引入的指纹系统属于光学识别系统. 按照目前的说法，它应该属于第一代指纹识别技术. 由于光学指纹识别系统无法穿透皮肤表面（死皮层），因此它只能扫描手指皮肤或死皮层的表面，而不能穿透真皮层.

在这种情况下，手指表面的清洁度直接影响识别效果. 如果很多灰尘粘在用户的手指上，可能会发生识别错误. 而且，如果人们根据自己的手指来制作指纹手势模型，那么他们也可能会使用识别系统，这对于用户而言不是很安全和稳定.

第二代电容传感器

后来，第二代电容式传感器出现了. 电容式传感器技术使用交替的命令和传感器板，交替板的并行布置

形式是两个电容器极板，指纹的谷和脊成为极板之间的电介质. 两者之间具有恒定介电常数的传感器检测到该变化，以生成指纹图像. 但是，由于传感器的表面由硅材料制成，因此容易损坏，从而导致使用寿命降低. 另外，它通过指纹的谷和脊之间的不均匀性形成指纹图像. 因此，诸如脏手指和湿手指之类的困难手指的识别率较低.

第三代射频指纹识别技术

如今指纹识别技术，第三代生物射频指纹识别技术（射频原理皮肤指纹的核心原理（线性收集器））出现了. 射频传感器技术通过传感器本身发出少量射频信号，穿透手指的表皮层，以控制内层的纹理以获得最佳的指纹图像. 因此，对于困难的手指（如干手指，出汗的手指和肮脏的手指），它最多可以通过99％. 它具有强大的防伪指纹功能. 指纹传感器的识别原理仅对人体皮肤有反应，从根本上消除了人工指纹的问题. 温度区域: 适用于特别寒冷或极热的区域. 由于射频传感器产生高质量的图像，因此射频技术是最可靠，功能最强大的解决方案. 此外，高质量的图像还可以减少传感器的数量，同时又不牺牲身份验证的可靠性，从而降低了成本，并使RF传感器的想法可以应用于任何移动且无尺寸限制的领域.

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